DE1565192A1

DE1565192A1 - Steueranordnung fuer Lichtbogenschweissvorrichtungen

Info

Publication number: DE1565192A1
Application number: DE1965W0038498
Authority: DE
Inventors: Vilkas Eugene P
Original assignee: Welding Research Inc
Current assignee: Welding Research Inc
Priority date: 1964-09-21
Filing date: 1965-02-08
Publication date: 1970-07-09
Also published as: FR1421823A; GB1088511A; DE1565192B2; US3233076A

Description

Steueranordnung für Eichtbogenschwei ßvorriehtungen. Die vorliegende Erfindung bezieht eich allgemein hui' Steueranordnungen für automatische Schweißmaschinen und betrifft im einzelnen eine Steueranordnung für Z ichtbogenchweißvo r-' richtungen mit einer un verbrauchbaren Elen. trolle g bei der die Eindringtiefe der Schweißung in das Werkstück im wesentlichen konstant gehalten wird. Bei automatischen Lich tbogenschwe°lMmaschsnen ist es erwünschtä die in die in. der Herstellung befindliche Schweißung übertragene Wärmemenge zu steuern, damit auf diese Weise eine gl eichlleibende Schweieti ef ca, wie sie :für die Hers tel:lung von hochwertigen Schweißungen erforderlich iotg erzielt wird. Die wesentlichen Faktoren, die die Menge der in die Schweißung übertragenen Wärme beeinflussen, sind die am lichtbogen wirksarne Stromstärke, die Spannung zwischen den Anschlussklommen des Lichtbogens und die Geschwindigkeit der Schweißung bzwe die Geschwindigkeit, mit der der Lichtbogen an einem Werkstück vorbeigeführt wird und durch die die Wärmemenge pro Längeneinheit am Werkstück bestimmt wird. Die Eindringtiefe der Schweißung hängt darüber hinaps vom Werkstück selbst ab, denn die am Werkstück vorhandenen UhregelmäAgkeiten und die zwischen den Stücken bei der Sehweihung auftretenden Verbindungen wirken sich. auf die entwickelte Wärme und auf deren Verteilung im Werkstück aued Um eine gleichbleibende Eindringtiefe der Schweibung zu erzielen, ist es deshalb erforderlich, einen oder mehrere der erwähnten Faktoren, d.h. den Schweibstrom, die Schweibapannung oder die Schweißgeschwindigkeit, zu kompensieren. Eine selbsttätig. arbeitende Einrichtung; die die Unregelmäßigkeiten des Werkstücks zur Erzielung einer gleichbleibenden Eindringung der Schweibung ausgleicht, ist somit auberordentlich wünschenswert. Bei den bekannten automatischen Lichtbogenschweibmaschinen

spanneng in Beziehung gesetzt. Die hierbei auftretende Abweichung, wenn überhaupt eine vorliegt, wird verstärkt und auf ein durch einen Motor angetriebenes Kopfstück gegeben, um auf diese Weise die die Elektrode haltende Vorrichtung zur Aufrechterhaltung einer gleichbleibenden Elektrodenspanneng an das Werkstück heran oder von diesem fort zu be- wegen. Bei diesen bekannten automatischen bichtbogenschweibvorrichtungen wurde für das Eindringen und die Beständigkeit der Schweibung dadurch gesorgt, dass auf die'Yerbindungsstelle ein Werkstoff wie Kupfer, niehtroetender Stahl, Schweißmetall, Asbest, gekörntes Flussmittel od. dgl. zur Erzielung eines gleichbleibenden Querschnitts der Sehweißung aufgelegt wurde.

dieser Hilfsmittel außerordentlich kostspielig und. die üs°-@ze°1 ten sind unverhältnismäßig lang.
Die aus gerilltem Ma-Gerial bestehende ünterstVIg@zungsfläche für die herzus"e`1"s en.ce Verbindung 1-ro--,.nte k.ein: gleichmäßige Verteilung der Wärme Huber clie ganze Iänge d:;° Sc.ieißca.ng, insbesondere nicht bei sehr großenerks@,@:@o.e.@@ ge@@rä@,rleiste@.. Es wurde d.artib z e l@getstell t, dar"T es nicht ausreicht, die die SchweiEu-;-@g be@-@.@a@encenrundf@V..:;oren (Schwe? ßstrom, Lichtbogenspannungg r c@.@@eißgesca.@J-inc@?g@@it und. iöorschubgeschwindigkez 3 desc?@u@esßdrah-s ) kons-6(nt zu halten, um ein.-wandfreie und auch bei großen Werks- UUeken reproduzierbare Schweißungen herzustellen, ohne dis Mitwirkung eines umfassend fachkundigen Schweißers o@ Es kommt -hinzu, dass es kaum möglich ist, auch bei einem gut ausgebildeten Schweißer sich darauf zu verlassen, dass er beim Schweißen von langen Verbindungen, die angespannte Aufmerksamkeit erfordern, diese eine Stunde und mehr der Überwachung und Regelung der verschiedenen die Schweißung beeinflussenden Faktoren widmet.
Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, die bisher festzustellenden Nachteile zu vermeiden.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Steueranordnung für Lichtbogenschweißvorrichtungen mit einer Schweißelektrode, die an einem sich selbsttätig auf einen bestimmten Abstand zwischen Elektrode und zu schweißendem Werkstück einstellenden Kopfstück, das damit den Lichtbogen auf eine bestimmte Länge einstellt, befestigt ist, erfindungsgemäß vorgeschlagen, = die einerseits Einrichtungen zur Steuerung des Schweiß- ' Stroms mit Hilfe einer Steuerspannung und andererseits Einrichtungen zur Einstellung der Stellung der Elektrode im Verhältnis zum Werkstück enthält, wobei das Ganze an einen Wandler angeschlossen ist, der eine in Abhängigkeit von der Stellung der Elektroden zum Werkstück stehende Spannung liefert, die als Steuerspannung für den Schweißstrom oder als Steuerspannung für die Verstellung der Elektrode verwendet wird, derart, dass selbsttätig die Kennwerte der Schweißung, insbesondere ihre Eindringtiefe im Verhältnis zu einem Sollwert, überwacht werden.
Die Erfindung umfasst darüber hinaus die nachfolgend be- schriebenen Merkmale und ihre verschiedenen Kombinationen. Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Schaltbild der erfindungsgemäßen-

Vorrichtung, die mit einer Steuerung

des Schweißstroms zur Konstanthaltung

der Eindringtiefe der Schweißung ausge-

stattet ist,

Fig. 2 ein Schaltbild einer abgewandelten Aus-

führungsform der Erfindung, bei der die

Stellung der Elektrode durch Änderung.

' der lichtbogenbezugsspannung beeinflusst

wird,

Fig. 3 ein der Fig. 1 entsprechendes Schaltbild

mit einer abgewandelten Steuerung für

die Elektrode,

Fig. 4 ein Schaubild zur Darstellung der Lieht-

bogenlängen bei schwachen Schweißströmen

und

Fig. 5 ein Schaltbild der Steuerungsvorrichtung

für die Schweißgeschwindigkeit.

Nach der vorliegenden Erfindung ist eire mit einem automatisch arbeitenden Schweißkopf ausgestattete Schweißvorrichtung mit einer sich nicht verbrauchenden Elektrode versehe, die im Bereich des Werkstücks angeordnet ist. An der Schweißvorrichtung kann dem Lichtbogen und dem geschmolzenen Metall inertes Gas zugeführt werden. Die Elektrode wird im Arbeitskopf selbsttätig durch einen von einer Steuerung beeinflussten Motor verstellt. Die beiden Pole einer Stromquelle sind einerseits mit der Elektrode und andererseits mit defn zu schweißenden Werkstück verbunden. .Der Lichtbogen zwischen Elektrode und, Werkstück kann mit Hilfe eines hochfrvquenzoszillators, der in die Stromzufuhr eingebaut ist, gezündet werden. Die Spannung, die zwischen der Elektrode und dem Werkstück herrscht, wird zur Steuerung der Stellung der Elertrode im Verhältnis zur Schweißung verwendet. Ein Verzögerungskreis wird von einem auf den Strom ansprechenden Kreis betätigt und setzt nach einer vorgegebenen zeitlichen Verzögerung einen Wand]-er in Gang, der aus einer mechanischen. Abtästvorrichtung besteht, welche an der Oberfläche des Werkstücks anliegt, sowie einer am Arbeitskopf unterhalb der Tastvorrichtung angeordneten Hessvorrichtung für den Abstand. Wenn der Abstand zwischen der Elektrode und dem "derlcstück zu groß wird, vergrößert sich das vom Wandler abgegebene Signal, während sich das vom Wandler erzeugte Signa. verkleinert, wenn der genannte Abstand kleiner wird. ' Das vom Wand'er erzeugte S final wird mit einer Bezugsspannung verglichen. Die hierbei sich ergebende Differenz ist das Fehlersignal, das zur Steuerung des von der Stromquelle abgegebenen Schweißstroms verwendet wird. Durch das Fehleregnal wird nach einer vorgegebenen zeitlichen Verzögerung selbsttätig der Schweißstrom in der Weise gesteuert, dass der Abstand der Elektrode im Verhaltnis zum Werkstück stets gleich bleibt. Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird das von der den Abstand abastenden Vorrichtung gelieferte Fehlersignal zur Kompensierung der Bezugsspannung an der die Stellung der Schweißelektrode bestimmenden Vorrichtung mit Hilfe der Lichtbogenspannung benutzt. Die Elektrode wird dabei selbsttätig in Abhängigkeit von der kompensierten Spannung so eingestellt, dass sich eine gleichbleibende Eindringtiefe der Schweißung ergibt. Bei einer dritten Ausführungsform der Erfindung wird der Schweißstrom, wie nachfolgend erläutert wird, durch den Wandler gesteuert und die .Änderungen in der Stärke des Schweißstromes ergeben eine zusätzliche Steuerung, durch die die Stellung der Elektrode in der Weise verändert wird, dass sihh die Länge des Lichtbogens vergrößert, wenn sich die Stärke des Schweißstroms verringert.

Stromquelle ist über den Leiter 13 an die Elektrode 10 und übez, den :Leiter 14 an das Werkstück 11 angeschlossen. Die Schweißstrom liefernde Quelle 12 kann darüber hinaus mit einem Hochfrequenzoszi llator verbunden sein, der, in bekannter Weise, einen zum Zünden des Sichtbogens zwischen der 7lektroae 10 und dem Werkstück 11 dienenden hochfrequenten Strom liefert. Durch die die Elektrode haltende Vorrichtung 8 kann., ebenfalls in bekannter Weise, ein inertes Gas um die Elektrode 10 geblasen werden. Die Schweißelektrode 10 ist mit Hilfe eines Armes 16 am Arbeitskopf befestigt Der Arm ist mit Hilfe einer Gewindespindel 17 verstelmar. Zum Antrieb der Spindel 17 dient ein Motor 18, der die Antriebskraft über Zahnräder 19 und 20 auf die Spindel gibt. Der Motor.18 kann daher Aurch Drehung der Gewindespindel 17 den Arm 16 in Längsrichtung verstellen und auf diese Weise die Stellung der Elektrode 10 im Verhältnis zum Werkstück 11 ändern. Der Motor 18 kann durch eine Steuervorrichtung 22 zur Einstellung der Elektrode 10 in die gewünschte Stellung in der Weise gesteuert werden, dass die Spannung zwischen der Elektrode 10 und dem Werkstück 11 konstant bleibt. Eine durch das Organ 21 geregelte Spannung dient als Bezugsspannung für die Stellung der Elektrode. Die Leiter 24 s=ind mit dem Werkstück und der Elektrode verbunden, so dass die am Lichtbogen herrschende Spannung auf die Steuervorrichtung 22 einwirkt.

Verhältnis mit der vorgeregelten, vom Organ 23 abgegebenen Bezugsspannung bleibt. Diese Vorrichtung zur Verstellung der Elektrode unter Aufrechterhaltung einer gleichbleibenden Lichtbogenspannung ist dem Fachmann bereits bekannt. Um die Eindringung der durch den zwischen der Elektrode 10 und dem Werkstück 11 vorhandenen Lichtbogen erzeugten Schweißung konstant zu halten, muss die Elektrode 10 in einem im wesentlichen festen Abstand vom Werkstück 11 angeordnet werden. Um dies zu erreichen, ist ein Taster 30 am Halter 8 befestigt, der mit einer Kugel 31 auf dem Werkstück 11 aufliegt. Der Taster 30 wird durch eine Feder 32 mit der Kugel 31 in Anlage am Werkstück gehalten. Wenn die Haltevorrichtung 8 sich im Verhältnis zum Werkstück verlagert, folgt der Taster 30 dem Werkstück und verlagert sich ebenfalls im Verhältnis zum Halter 8.. , Am Taster 30 kann eine Führung 33 für einen Draht aus der Schweißung zuzusetzendem Nietall befestigt sein. Wenn der Taster 30 am Werkstück anliegt, nimmt die Führung 33 ebenfalls eine zum Werkstück undcbr Schweißung feste Stellung ein. Um die Bewegung des Tasters 30 gegenüber dem Halter 8 auszuwerten, ist ein Messorgan vorgesehen, welches aus einem Aufnahmeglied 34, einer Vergleichswerte für die Bätfernung liefernden Anordnung 35 und einer Steuereinrichtung besteht. Das Aufnahmeglied 34 ist am Halter 8 befestigt. Wenn der Taster 30 sich im Verhältnis zum Halter verstellt, verstellt er sich auch im Verhältnis zum Au:` i.:meglied 34 und dieses erzeugt eine Ausgangsspannung, die sich mit der Änderung des Abstandes ändert-. Die Ausgangsspannung des Aufnahmegliedes 34 wird mit einer Bezugsspannung verglichen, die von der Vorrichtung 35 an die Steuerung 36 geliefert wird. Die hieraus gebildete Fehlerspannung, die an den Klemmen des Potentiometers 38 auftritt, wird an einem Messgerät 37 angezeigt. Der Schieber 39 des Potentiometers 38 kann so geregelt werden, dass ein Fehlersignal der gewünschten Größe erhalten wird, das ein Maß für den Abstand zwischen dem Halter 8 und dem Werkstück, verglichen mit dem Bezugsabstand, darstellt, der im voraus an der Vorrichtung 35 eingestellt worden war. Die Schweißstrom liefernde Quelle 12 ist so gewählt, dass der Strom sich unmittelbar mit Änderungen eL@er an die Stromquelle gelegten Spannung ändert. Bei der Schaltung nahh Fig. 1 wird an die Stromquelle 12, die den Schweißstrom liefert, eine am.Potentio:meter 40 abgegriffene Steuerspannung.gelegt. Die Spannung, die von einer Wechselstromquelle abgenommen wird, wird über einen Transformator 41 auf Gleichrichter 42 gegeben, die eine Gleichspannung liefern. Die von den Gleichrichtern abgegebene Spannung liegt an einem Widerstand 43, einem Zondensator 44, einem weiteren Widerstand 45 und an einer spannungsregelnden Anodenröhre 46. An abn Anschlüssen der Röhre 46 wird eine Gleichspannung abgenommen und auf die Anschlussklemmen des Potentiometers 40 gegeben. Der Schieber 48 des Potentiometers 40 kann so verstellt werden, dass an den Kontakten 49 und 59 und damit an der den Schweißstrom liefernden Quelle 12 eine vorgewählte Spannung liegt. Zur Steuerung des Schweißstroms mit Hilfe des Wandlers 36 ist ein Stromkreis vorgesehen, in welchem in der Schweißstromleitung 14 ein stromempfindliches Relais 50 liegt. Dieses Relais ist mit Kontakten 51 versehen, die sich dann schließen,' wenn der Schweißstrom über den Leiter 14 zugeführt wird, wodurch der Stromkreis, in welchem ein Relais 53 und ein Transformator 52 geschaltet sind, geschlossen wird. Das Relais 53 ist ein Verzögerungsrelais, das seinen Kontakt 54 erst nach Verstreichen einer vorgegebenen Zeitspanne schließt. Der Kontakt 54 gibt den Strom des Transformators 52 über einen Wechselschalter 56 auf ein Relais 58. Der Wechselschalter 56 kann an einen Schalter zum Einschalten der Schweißstrom liefernden Quelle 12 angeschlossen sein. Das Relais 5H schaltet seinen beweglichen Kontakt 59 zwischen der Verbindung am Gegenkontakt 49 und am Gegenkontakt 60 um. Wenn der bewegliche Kontakt 59 des Relais 58 am Kontakt 60 anliegt, vergrößert die an den Klemmen des unteren Teils des Potentiometers 40 vorhandene Spannung die im unteren Teil des Potentiometers 38 vorliegende Spannung und es wird eine Steuepspannung an die Schweißstrom liefernde Quelle 12 gegeben.

Die von dem Wandler 36 abgegebene, dem Abstand der Elektrode vom Werkstück verhältnisgleiche Spannung wird also der am Schieber 48 des Potentiometers.40 eingestellten Bezugsspannung hinzugefügt. Die Größe der Fehlerspannung kann durch die Regelung des Schiebers 39 am Potentiometer 38 eingestellt werden. Wenn die Schweißvorrichtung arbaitet, wird daher der Schweißstrom durch die Fehlerspannung gesteuert, die der Wandler 36 liefert. Die Wirkungsweise der Vorrichtung nach Fig. 1 ist wie folgt: Wird die dem Arbeitskopf zugeordnete Steuervorrichtung 22 veranlasst, dass sich der Halter 8 vom Werkstück 11 zur Einstellung der gewünschten Liehtbogenspannung zwischen der Elektrode 10 und dem Werkstück 11 entfernt, entfernt sich der Taster 31 von dam Aufnahmeglied 34, so dass das von diesem letzteren abgegebene Signal vom Bezugesignal abweicht und ein Fehlersignal entsteht. Dieses Fehlersignal wird als Span-Plang auf die den Schweißstrom liefernde Quelle zur Erhöhung des von dieser gelieferten ,Stroms gegeben. Die Erhöhung des Stroms hat zur Folge, dass auch die Eindringtiefe des Lichtbogens, der zwischen der Elektrode 10 und dem Werkstück 11 besteht, sich vergrößert, derart, dass der die Elektrode tragende Halter sich in Richtung zum Werkstück verlagert. Dieses letztere sucht den Halter 8 in seine Ausgangsstellung. zurückzubewegen, wie dies zur Aufrechterhaltung einer gleichbleibenden Eindringtiefe der Schweißung erforderlich ist. Die Fig. 2 zeigt eine abweichende Ausführungsform der Erfindung, bei der im wesentlichen die gleichen Elemente mit den gleichen Aufgaben wie bei der Anordnung nah. Fig. 1 verwendet werden. Im Gegensatz jedoch zu dem erstbeschriebenen,. Ausführungsbeispiel wird die ddn Schweißstrom liefernde Stromquelle 12 nicht von einem in Abhängigkeit von dem Abstand zum Werkstück stehenden Wandler 36, sondern durch die stromabhängige Anordnung 65 gesteuert, die eine konstante Steuerspannung auf die Schweißstrom abgebende Stromquelle gibt. Die stromabhängige Vorrichtung 65 kann auf die gewünschte Spannung eingeregelt werden, bei der der Schweißstrom die für den jeweiligen Arbeitsvorgang erforderliche Stärke hat. Die Steuervorrichtung 22 am Motor 18 zur Verstellung des die Schweißelektrode 10 tragenden Arbeitskopfes -,wird bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 nicht durch eine Bezugsspannung wle in Fig. 1, sondern 'durch eine Bezugsspannung gesteuert, die :als Fehlersignal von dem vom Abstand abhängigen Wandler 36 geliefert wird. Fig. 2 zeigt, dass die Spannung am oberen Teil des 2otentiometers 40 über die Kontakte 49 und 59 an der den Arbeitskopf steuernden Vorrichtung 22 liegt. Der Schieber 48 des Potentiometers 40 kann zur Abgabe einer für den Betrieb der Vorrichtung geeigneten Spannung eingestellt werden. Wenn der Strom auf die Schweißelektrode 10 gegeben und das Verzögerungsrelais 53 anspricht und seine Kontakte 54 schließt, wird das Relais 58 erregt und der Kontakt 59 trennt sich vom Kontakt 49 und stellt eine Verbindung mit dem Kontakt 60 her, derart, dass die am unteren Teil des Potentiometers 38 herrschende Spannungdie Bezugsspannung am Potentiometer 40 zur Steuerung der Vorrichtung 22 vergrößert. Das Fehlersignal, das durch das Aufnahmeglied 34 erzeugt wird, wird daher ein Teil der Steuerspannung für die Vorrichtung"22. Wenn der automatische Arbeitskopf den Halter 8 gegenüber dem Werkstück 11 verstellt, verstellt sich auch der Taster 30 im Verhältnis zum Aufnahmeglied 34 und es ergibt sich eine von der durch die Anordnung 35 erzeugten Bezugsspannung verschiedene Spannung, die an den Klemmen des Potentiometers 38 auftritt. Der Schieber 39 des Potentiometers wird so eingestellt, dass die Fehlerspannung die an den Klemmen des Potentiometers 40 fest eingestellte Spannung um einen bestimmten Betrag übersteigt. Die genannten Spannungen wirken zusamman und liefern die Bezugsspannung für die Steuerung des Arbeitskopfes 22. Die Lichtbogenspannung wird mit dieser Spannung als Bezugsspannung zur Steuerung der Stellung des Halters 8 in Beziehung gebracht. Die Stellung der Elektrode wird auf diese Weise von der Fehlerspannung so beeinflusst, dass die Eindringung der Schweißung im wesentlichen konstant bleibt. In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, bei dem der Schweißstrom in Übereinstimmung mit der Stellung der Elektrode in gleicher Weise wie in Fig. 1 geregelt wird. Bei der Anordnung nach Fig. 3 wird auch die Stellung der Schweißelektrode überwacht. Die einander entsprechenden Schaltungsteile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in hig. 1 gekennzeichnet. Die Vorrichtung steuert den von der Stromquelle 12 zur Elektrode am Halter 8 aiagenommenen Strom in Abhängigkeit von der Stellung der Elektrode zum Werkstück 11 in der gleichen Weise, wie dies im Zusammenhang mit Fig. 1 erläutert wurde.
In Fig. 3 ist ein Organ 70 zur Strommessung an die Schweißstromquelle 12 angeschlossen,-das den von der Stromquelle zu der Elektrode 8 und dem Werkstück 11 gelieferten Strom

nale Spannung, die an die Anschlussklemmendes Meßgeräts 72 und des Potentiometers 73 gelegt ist. Die vom Potentiometer 73 abgenommene Spannung wird mit einer Bezugsspannung vereinigt, die von Gleichrichtern, die in ihrer Anordnung den Elementen 41 - 46 entsprechen, geliefert wird. Den Gleichrichtern ist ein Transformator 75 vorgeschaltet, der an eine Wechselstromquelle angeschlossen ist. Der Transformatorausgang ist mit dem Eingang der Brückengleichrichter 76 verbunden. Der gleichgerichtete Strom wird mit Hilfe des Widerstandes 77 und des Kondensators 78 gefiltert und über einen Widerstand 79 auf eine spannungsregelnde Röhre 80 gegeben. Diese letztere gibt an die Anschlussklemmen des Potentiometers 81 eine geregelte Spannung ab.
Das Potential am Schieber des Potentiometers 81 liegt an den Kontakten 85 und 86 des Relais 58 in der Zeitung 90, die zu der den Arbeitskopf beeinflussenden Steuerung 22 geht. Auf diese Weise wird eine Bezugsspannung auf die Steuerung für den Arbeitskopf gegeben, die der von der Vorrichtung 23 in Fig. 1 gelieferten Bezugsspannung analog ist. Solange das Relais 58 nicht anspricht, ist die Bezugsspannung unveränderlich, wobei ihre Größe durch die Stellung des Schiebers am Potentiometer 81 bestimmt wird. Sobald das Relais 58 anspricht, trennen sich die Kontakte 85 und 86 und es wird eine Verbindung zwischen dem Kontakt 86 und dem-Kontakt 87 hergestellt. Hierdurch wird die Spannung

Teil des Potentiometers 81 hinzugefügt und die kombinierte Spannung wird auf die Zeitung 90 gegeben. Das Potential der Zeitung 90 dient zur Steuerung der Einstellung der Schweißelektrode mit Hilfe der Steuervorrichtung 22 für den Arbeitskopf, um auf diese Weise die gewünschte Stellung der Elektrode einzustellen. Das Potential im Leiter 90 ändert sich mit dem Schweißstrom ebenso wie die Spannung am Teil 74 des Potentiometers 73. Man hat gefunden, dass die Ausführungsform nach Fig. 3 besonders dann vorteilhaft ist, wenn mit schwach eingestelltem Schweißstrom gearbeitet wird. Um bei einer konstanten Liehtbogenspannung und bei schwachem Schweißstrom eine gleichbleibende Eindringtiefe der Schweißung zu erzielen, muss die Länge des Lichtbogens vergrößert werden, wenn der Schweißstrom abnimmt. Diese Verhältnisse sind in Fig. 4 wiedergegeben, in der die Länge des Lichtbogens als Abszisaenwert den in der Ordinate erscheinenden Stromstärken gegedübergestellt ist. Die sich hierbei ergebende Kurve bezieht sich auf eine konstante Eindringtiefe der Schweißung. Bei dem dargestellten. Beispiel tritt bei einer Stromstärke von 175 Amp. ein Knick in der Kurve auf. Oberhalb des genannten Wertes bleibt die Länge des Lichtbogens bei gleichbleibender Eindringtiefe der Sehweißung konstant. Unterhalb von 175 Amp. dagegen ist es ratsam, die Länge des Lichtbogens im umgekehrten Verhältnis zur Stromänderung zu ändern, um eine gleichbleibende Eindringtiefe der Schweißung bei gleichbleibender Spannung im Lichtbogen zu erreichen. Die in Pig. 3 schaubildlich dargestellte Vorrichtung kann zur Erzielung dieser Wirkungsweise verwendet werden. In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem im wesentlichen die gleichen Elemente wie bei den Anordnungen "nach Fig. 1 und 2. verwendet werden und bei dem die Eindringtiefe der Schweißung durch Steuerung der Verlagerungsgeschwindigkeit des Werkstücks im Verhältnis zur Schweißelektrode beeinflusst wird. Bekanntlich kann während .der Schweißung entweder die Elektrode oder das Werkstück bewegt werden. ?.n. Fig. 5 ist eine Anordnung wiedergegeben, bei der das Werkstück.bewegt wird. Das Werkstück 11 liegt hierbei auf einem beweglichen Tisch 92. Der Tisch wird durch einen Motor 93, der auf-beliebige Weise damit verbunden sein kann, beispielsweise durch eine Zahnstange unterhalb der Tischplatte, mit der ein auf der Motorwelle befestigtes Ritzel 95 in Eingriff steht, verschoben. Die Motordrehzahl 93 wird durch die Vorrichtung 96 beeinflusst, die die Geschwindigkeit in Abstimmung mit einer Steuerspannung, die ihr zugeführt wird, einstellt. Die Vorrichtungen zur geeigneten Steuerung des Motors zu diesem Zweck sind bekannt.
Die Spannung, die von dem durch den Abstand zwischen Elektrode und Werkstück beeinflussten Wandler 36 geliefert wird, liegt über dem beweglichen Kontakt 59 des Relais 58 an der Steuervorrichtung 96 des Motors.
Die Vorrichtung nach der Fig. 5 arbeitet in der gleichen Weise wie die Anordnung nach Fig. 1 @_mtit der Ausnahme, dass die von dem Wandler erzeugte Spannung die Belativgeschwindigkeit zwischen dem Werkstück und der Elektrode zur Einstellung der Schweißgeschwindigkeit regelt und nicht, wie

Bei der Anordnung nach Fig. 5 wird die den Schweißstrom liefernde Quelle 12 durch eine stromabhängige Einrichtung 65. geregelt, die, wie dies im Fall der Fig. 2 vorgesehen ist, eine feste Bezugsspannung abgibt. Die Verstellung des Arbeitskopfs 22 nach Fig. 5 wird durch die spannungsabhängige Einrichtung 23 herbeigeführt, die eine gleichbleibende Bezugsspannung wie bei der Anordnung nach Fig. 1 abgeben kann.
Bei der Regelung der Drehzahl des Motors 93 wird gleichzeitig die Schweißgeschwindigkeit und damit, wie weiter oben erläutert, die Eindringtiefe der Schweißung eingestellt. Anstatt nur auf einen der die Eindringtiefe der Schweißung beeinflussenden Faktoren einzuwirken, wie das in jeder der Figuren 1, 2 und 5 vorgesehen ist, kann auch eine Kombination der Eigenschaften der drei erläuterten Vorrichtungen zur Steuerung von zwei oder mehreren der erwähnten Faktoren gleichzeitig vorgenommen ;:erden.
Das heißt, dass der Schweißstrom, die Bezugsspannung, durch die die Elektrode in die ihr zukommende Stellung verstellt wird, und die Schweißgeschw*ndigkeit alle oder dass zwei von diesen Größen gesteuert sein können. Hierbei ist es möglich, die gleiche Steuerspannung zu verwenden.
Fig. 5 zeigt eine Anordnung, bei der der Schweißstrom und die Einstellvorrichtung für den Arbeitskopf zur Erzielung+ einer gewünschten Eindringttefe der Schweißung beeinflusst werden.
Es ergibt sich aus dem Vorstehenden, dass es nach der Erfindung möglich ist, eine selbsttätige Steuerung der Schweißung herzustellen, durch die eine gleichbleibende Eindringtiefe der Schweißung durch Steuerung des Schweißstroms und/ oder der Bezugsspannung zur Einstellung der Schweißelektrode und/oder der Schweißgeschwindigkeit erfolgt. Wie vorstehend ausgeführt worden ist,-handelt es sich hierbei um die drei wesentlichsten, die Eindringtiefe der Schweißung beeinflussenden Faktoren, wobei man bei Einwirkung auf einen oder mehrere dieser Faktoren jeweils die gewünschte Eindringtiefe erzielen kann:. Der Schweißstrom, die Bezugsspannung, mit deren Hilfe der Arbeitskopf der automatischen Schweißmaschine in seine Stellung gesteuert wird, und die SchweiAgeschwindigkeit können alle durch ein Fehlersignal gesteuert werden, bzw. ist es möglich, zwei dieser Grössen zu steuern, sofern nicht die Steuerung nur einer einzigen dieser Grösse dazu ausreicht, um die bei dem besonderen Anwendungszweck geforderte Genauigkeit zu.erreichen.
Es ist gefunden worden, daß die vorstehend beschriebene Vorrichtung zur automatischen Steuerung der Eindringtiefe einer Schweißung außerordentlich wirksam und. zuverlässig arbeitet.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten und erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann im Rahmen des ihr zu Grunde liegenden Gedankens abgewandelt, ergänzt, verbessert und in ihren einzelnen meiien kombiniert werden

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e :. 1. Steueranordnung für Lichtbogenschweißvorrichtungen mit einer Schweißelektrode, die an einem sich selbsttätig auf einen bestimmten Abstand zwischen Elektrode und. zu schweißendem Werkstück einstellenden Arbeitskopf, der damit den Lichtbogen auf eine bestimmte Länge einstellt, befestigt ist, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß sie einerseits Einrichtungen zur Steuerung des Schweißstroms mit Hilfe einer Steuerspannung und andererseits Einrichtungen zur Einstellung der Stellung der Elektrode im Verhältnis zum Werkstück enthält, wobei das Ganze an einen Wandler angeschlossen ist, der eine in Abhängigkeit von der Stellung der Elektrode zum Werkstück stehende Spannung liefert, welche als Steuerspannung für den Schweißstrom oder als Steuerspannung für die Verstellung der Elektrode verwendet wird, derart, das selbsttätig die Kennwerte der Schweißung, insbesondere ihre Eindringtiefe im Vergleich zu einem Sollwert, überwacht werden.
2. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Steuereinrichtung für den Schweißstrom oder die Einstellung der Elektrode mit Hilfe einer Bezugsspannung geregelt wird, die nicht von der Ausgangsspannung des Wandlers gesteuert ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Wandler eine Fehlerspannung abgibt, die die Differenz zwischen der von der Elektrodenstellung zum Werkstück abhängigen Spannung und einer Bezugsspannung bildet.
4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Wandler einen Taster aufweist, der beweglich an der Schweißvorrichtung befestigt und mit einem Teil an dem zu schweißenden Werkstück anliegt, wobei ein Aufnahmeorgan an den Taster angeschlossen ist, das die von dem Abstand zwischen Elektrode und Werkstück abhängige Spannung erzeugt.
5. Anordnung nach den Ansprüchen 1, 2 und 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Schweißstrom durch die vom Wandler gelieferte Spannung gesteuert wird.
6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Schweißstrom mit Hilfe einer Steuerspannung gesteuert wird, die sich aus der Differenz zwischen der vom Wandler gelieferten Spannung und einer Bezugsspannung ergibt, um hierdurch die Elektrode in dem gewünschten Abstand zum Werkstück zu halten.
7. Anordnung nach den Ansprüchen 1, 2, 4 und 5, oder 1, 2, 3, 4 und 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Steuerung der Blektrodenstellung in Abhängigkeit von der Spannung an den lichtbogenenden erfolgt, derart, daß diese Spannung im wesentlichen konstant gehalten wird. B.
Anordnung nach den Ansprüchen 1, 2, 4, 5 und 7, d A- -d u r e h g e k e n n z e i c h n e t 9 daß die die Stellung der Elektroden beeinflussenden Einrichtungen einerseits von der lichtbogenspannung und andererseits von der vom Wandler gelieferten Spannung gesteuert sind.
9. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4 und 6 sowie 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die die Stellung der Elektroden beeinflussenden Einrichtungen einerseits von der Lichtbogenspannung und andererseits von der vom Wandler gelieferten, auf eine Vergleichsspannung bezogenen Fehlerspannung gesteuert sind.
10. Anordnung nach den Ansprüchen 1, 4, 5, 7 und 8, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mit Hilfe der vom Wandler gelieferten Spannung die Grösse des Schweißstroms, und mit Hilfe des Schweißstroms die Stellung der Elektrode gesteuert wird.
11. Anordnung nach den Ansprüchen 1, 3, 4, 6, 7 und 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die vom Wandler gelieferte, auf eine Vergleichsspannung bezogene Fehlerspannung die Grösse des Schweißstroms steuert, während mit Hilfe des Schweißstroms die Stellung der Elektrode in der Weise gesteuert wird, daß sich die Elektrode bei Abschwächung des Schweißstroms dem Werkstück nähert.
12. Ahordnung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 11, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Vorrichtung zum Bewegen des zu schweißen-

schwindigkeit des Werkstücks gegenüber der Elektrode und damit die Sohweißgeschwindigkeit erfassende Spannung erfolgt.
13. Anordnung nach Anspruch 1 und 12 sowie einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 11 , d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die die Bewegungsgeschwindigkeit des Werkstücks gegenüber der Schweißelektrode erfassende Spannung von dem Wandler geliefert wird, der eine in Abhängigkeit von der Stellung der Elektrode zum Werkstück stehende Spannung abgibt.